【参考】发电量测算

7.3.2系统发电量和年利用小时的估算7.3.2.1计算方法介绍我们通过Retscreen光伏计算软件估算发电量，并输入项目地点的纬度和光伏阵列的方位、安装方式和倾角，以及每月水平面上的日平均辐射量和月平均温度数据，得到每月光伏阵列表面的日平均辐射量。然后，通过输入诸如光伏模块类型、功率、数量、额定光伏模块效率、正常工作温度、光伏温度系数、逆变器效率、容量和其他光伏阵列损耗的数据来计算年发电量和总光伏系统效率。7.3.2.2发电量和年利用小时数的估算(1)光伏阵列表面辐射在下表中，月利用率、水平面上的日平均辐射和月平均温度是原始数据输入，输出数据是每个月光伏阵列表面的日平均辐射。表7-6双轴光伏阵列表面辐射情况(美国航天局数据)月月内使用率(0-1)水平面日平均辐射量(千瓦时/米/天)月平均温度()每月光伏阵列表面日平均辐射(输出数据)(千瓦时/米/天)jan1.002.65-13.37.03二月1.003.57-8.77.39行进1.004.74-0.37.79四月1.005.998.48.92可能1.006.4615.78.60六月1.006.4620.38.22七月1.005.9222.17.49八月1.005.2420.16.97九月1.004.6314.06.73十月1.003.796.86.48十一月1.002.81-2.66.67十二月1.002.31-10.96.53注：温度基于气象站数据。(2)光伏阵列表面发电量的估算下表输入原始数据以获得年发电量、总光伏系统效率和其他结果。原始数据包括：光伏组件类型、功率、数量、额定光伏组件效率、正常工作温度、光伏温度系数、年逆变器效率、容量和其他光伏阵列损耗。见下表7-7。表7-7原始数据输入序列号名字原始资料1项目地点的纬度N40.452光伏阵列跟踪模式：双轴跟踪5每月水平面日平均辐射量见表7-66应用程序类型并网7光伏模块类型浓缩单晶硅8额定光伏模块的效率17%9装机容量20兆瓦10正常工作温度4711光伏温度系数0.40%/12其他光伏阵列损耗5.0%13逆变器的平均效率96%14逆变器容量500千瓦15其他功率调节损耗5%输出为：单位面积发电量：391.7千瓦时/平方米，年总发电量：46，331.918千瓦时7.3.2.3光伏发电系统的发电量修正(1)光伏系统总效率的计算(a)光伏阵列效率1:光伏阵列在能量转换和传输过程中的损耗包括：组件匹配损失：对于精心设计和构建的系统，大约有5%的损失。太阳辐射损失：包括模块表面的灰尘屏蔽和不可用的低弱太阳辐射损失，数值为3%。最大功率点跟踪(MPPT)精度为2%。根据相关标准，DC线损：应小于3%。聚光器的反射损失：根据相关标准，应小于7%。跟踪装置精度损失：小于1%。获取： 1=95% 97% 81%(b)逆变器的转换效率2；逆变器输出的交流功率与DC输入功率之比称为逆变器的转换效率。根据我们与国内主要逆变器制造商的交流和研究，当逆变器负载达到20%时，逆变器效率达到97.73%以上。此外，太阳能最大功率点跟踪为98%，逆变器效率达到96%左右。考虑到大多数太阳能逆变器在白天以大约50%(平均)的容量运行，我们认为逆变器效率为96%。交流电网连接效率3:从逆变器输出到高压电网的传输效率，其中最重要的是变压器的效率，通常取3=98.89%。(2)温度对发电的影响光伏电池组件只有在标准测试条件下才能达到标定值，即电池温度为25，垂直入射太阳光强度为1000瓦/平方米，太阳光谱等于大气质量的1.5倍。随着温度的升高，多晶硅电池的功率会降低。本项目所用电池的峰值功率系数为-0.40%/，NOCT(标准工况下的电池温度)为45。其中，标准运行条件为：垂直入射日照强度为800瓦/平方米，外部温度为20，风速为1米/秒，太阳光谱相当于大气质量的1.5倍。根据美国国家航空航天局网站多年的月平均温度，环境温度对发电的影响可以通过使用可再生能源屏幕软件来估计。计算结果表明，环境温度引起的发电损失为4%。由于风速对光伏发电的复杂影响，本阶段不考虑该项目。(3)优化土地利用对发电的影响考虑到跟踪太阳的足迹远大于传统的固定足迹，为了综合考虑土地的合理利用，以一定的发电为代价优化足迹，按照冬至9: 20的阴影间距进行布置，上午20分钟，下午20分钟。转换后，发电减少量计算为1%。综上所述，光伏系统总效率：123(1-4%)(1-1%)=72.8%Retscreen软件计算的年发电量是从光伏阵列到电网连接。该软件降低了温度对元件光电转换效率、逆变器平均效率、能量损耗(如线路损耗)的影响以及逆变器的影响。考虑并网交流效率(即变压器效率为98.89%)的影响和优化土地利用对发电的影响。因此，并网后发电如下：(美国航天局数据)发电量为46，331.91898.89%=45359457.37千瓦时由于太阳能光伏发电技术成熟、可靠、实用，目前业界公认的光伏组件寿命为25-30年。本项目中光伏组件的寿命预计为25年。如果光伏组件效率是根据寿命周期内20%的累计折旧和相同的年衰减百分比计算的，则25年平均年发电量为40188，479.24千瓦时(详见表7-8)，年等效满载运行小时数为40188，479.24千瓦时/20109.6千瓦时=1998.5小时7.3.2.4光伏发电系统理论发电量25年正常情况下，考虑到光伏组件第一年的衰减不超过1%，光伏电站第一年的理论发电量为45359457.37(1-1%)=45359457.3799%=44905863千瓦时。根据光伏组件技术特性参数表，10年内年总衰减率不能超过10%，25年内总衰减率不能超过20%。基于此前提，计算第一年后的理论发电量(25年)，结果如下表7-8所示。表7-8第一年(25年)后逐年光伏组件的理论发电量年总发电量(千瓦时)(20兆瓦)第一年第二年第三年第4年第五年4490586344452268.2243998673.6543545079.143091484.5第六年第7年第八年第9年第十年42637889.9342184295.354173070141277106.2140823511.63第11年第12年第13年第14年第15年4052111540218719399163223961392639311530第16年第十七年第十八年第十九年第20年3900913338706737384043413810194437799548第21年第22年第23年第24年第25年3749715137194755368923593658996236287566图7-5是25年运行期间光伏模块的年总发电量的直方图。图7-5运行25年期间年总发电量直方图根据一家高科技行业研究机构的分析，光伏发电能源的投资回报率非常高。聚光光伏组件的能耗相当于半年内光伏组件的总发电量，即能耗回收期约为半年。考虑到聚光光伏组件的生产能耗(22452931.5千瓦时)，本项目光伏组件寿命期总发电量约为9.82108千瓦时，与2008年中国火电机组平均供电煤耗(350克/千瓦时)相比，本项目光伏组件在其使用寿命期内可节约约3.44105吨标准